Устойчивость к действию температур у разных волокон различная. Повышенные температуры влияют на прочность, удлинение и упругость волокон, а также на их внешний вид и химическую структуру. При повышении температуры прочность большинства волокон понижается, а удлинение увеличивается, лучше проявляются упругие свойства.
В зависимости от характера изменения свойств волокон под действием повышенных температур различают теплостойкость и термоустойчивость волокон.
Все волокна можно разделить на термопластичные и нетермопластичные. К первой группе относятся в основном синтетические, при нагервании которых даже http://духи.рф выделяет более сильный аромат, (капрон, лавсан, нитрон, хлорин и др.) и некоторые искусственные (ацетатное, триацетатное) волокна. Ко второй группе относятся все натуральные волокна, а также ряд искусственных (вискозные, полинозные и др.).
При кратковременном повышении температуры в термопластичных волокнах происходит разрыв межмолекулярных связей, что вызывает течение полимера и его рекристаллизацию с изменением свойств волокна.
При охлаждении термопластичных волокон восстанавливаются их исходная структура и механические свойства. Если действие повышенной температуры было продолжительным, появляются необратимые изменения свойств волокон. При сравнительно кратковременном (в течение нескольких часов) нагревании нетермопластичных волокон сначала идет деполимеризация (распад макромолекул), а затем при повышении температуры начинается разрушение и обугливание вещества. Потеря прочности волокон зависит от величины температуры и времени нагрева.
Термоустойчивость химических волокон может быть повышена стабилизацией. Стабилизируют волокна кипящей водой, насыщенным или перегретым паром, горячим воздухом или газом, соприкосновением с горячей металлической поверхностью, инфракрасными лучами, током высокой частоты и другими способами.
Процесс стабилизации предусматривает снятие остаточных напряжений в волокнах, которые возникли в процессах вытяжки или переработки их в пряжу и изделия. В результате этого волокна не могут самопроизвольно реклаксировать при воздействии на них повышенными температурами; тем самым предупреждается усадка изделий, возникновение перекоса, складок, морщин, которые невозможно устранить даже при разглаживании.
Сущность процесса стабилизации заключается в ослаблении межмолекулярных связей полимера под действием высокой температуры; после охлаждения полимера межмолекулярные связи вновь закрепляются в таких положениях, которые обеспечивают стабильность размеров волокна при последующих тепловых обработках в пределах температур стабилизации.
Синтетические нити можно стабилизировать в свободном или в натянутом состоянии. При стабилизации в натянутом состоянии нити вытягиваются, происходит повышение ориентации макромолекул, вследствие чего увеличивается их прочность и уменьшается удлинение.
Стабилизируют волокна в несколько стадий. Так, например, капроновые нити впервые стабилизируют при промывке в кипящей воде; если затем нить получает крутку, необходима новая стабилизация при более высокой температуре (на 10—20°С). Однако стабилизация нитей и штапельного волокна не всегда оказывается достаточной и поэтому стабилизации подвергают также ткани.
Продолжительность термостабилизации колеблется в пределах от 1 до 90 мин в зависимости от температуры, среды и вида стабилизируемого волокна или изделия. Так, например, в кипящей воде стабилизацию волокон проводят в течение 30— 90 мин, в насыщенном паре —в течение 10—60 мин (для триацетатного волокна 1—3 мин), в горячем воздухе — в течение 5—30 мин. После тепловой обработки волокна рекомендуется охлаждать; чем ниже температура среды, тем лучше эффект стабилизации. В результате стабилизации фиксируется форма ткани, уменьшается усадка ее при стирке, предупреждается усадка при влажно-тепловой обработке, уменьшается набухание волокна в воде, увеличивается теплостойкость волокон и стойкость ткани к сминанию, улучшается внешний вид изделий и изменяются механические свойства волокон, в ряде случаев повышается степень кристалличности волокна.
Теплостойкость химических волокон может быть также повышена введением в полимер небольших добавок термостабилизаторов (солей меди, хрома, магния, гидрохинона, салициловой кислоты и др.). Так, например, при введении в поликапролактам (капрон) небольшого количества оксифенилбензоксазола после прогрева в течение 2 ч при температуре 200°С прочность волокна уменьшается только на 20—22%, в то время как то же волокно без стабилизатора теряет прочность до 80%. Кроме того, теплостойкость волокна может быть повышена добавлением небольшого количества (12—15%) иных полимеров. Например, теплостойкость поливинилхлоридных волокон может быть повышена добавлением диацетилцеллюлозы, нитроцеллюлозы и др.
При воздействии повышенными температурами на нестабилизированные химические волокна или при превышении температуры стабилизации происходит тепловая усадка волокон, что очень важно учитывать при влажно-тепловой обработке швейных изделий во избежание искажения формы изделия. Из натуральных волокон только шерсть способна к небольшой тепловой усадке при действии температур свыше 240° С. Однако уже при температуре 120° С начинается разложение шерстяного волокна, которое особенно интенсивно происходит при 170—180° С. В связи с тем что влажно-тепловая обработка изделий проводится кратковременно (доли минуты), рекомендуемый температурный режим может быть значительно выше теплостойкости волокон.
К пониженным температурам различные волокна имеют неодинаковую устойчивость. Хорошо выдерживают пониженные температуры натуральные и искусственные волокна. Синтетические волокна менее устойчивы к пониженным температурам. Так, например, хлорин уже при температуре —20° С теряет эластичность и, начиная с —25°С, становится хрупким, капрон с —40°С, винол с —50°С, лавсан с —70°С.
Источник: «Технология тканевязного производства»
Л.С. Смирнов, Ю.И. Масленников, В.Ю. Яворский
Опубликовано: 2008-12-23 15:23:55
